近日，知名的獨立研究機構——荷蘭(lan) 應用科學研究組織（TNO）正在借助仿真軟件COMSOL Multiphysics進行材料設計的開發，並努力通過內(nei) 部結構來優(you) 化3D打印產(chan) 品。

據了解，最近一段時期，關(guan) 於(yu) 材料設計和多材料3D打印技術的開發正在呈現加速的趨勢，研究人員正在將增材製造應用於(yu) 微觀領域，並通過內(nei) 部設計來最大限度地提高柔性以及3D打印對象的其它各種屬性。至於(yu) TNO的研究人員，他們(men) 一直在使用多尺度建模和多物理模擬，通過虛擬手段來測試和探索可用於(yu) 3D打印的材料設計。

這中間至關(guan) 重要的就是他們(men) 在研發中不可或離的COMSOL Multiphysics軟件，該軟件可以用於(yu) 各種物理或者工程目的，並可實現基於(yu) 物理學問題的虛擬模擬。據了解，TNO的研究團隊一直在使用Multiphysics對單個(ge) 晶胞（即構成晶格的最小結構單元）的各種結構特性進行設計和測試。據COMSOL的網站介紹說：“研發團隊首先設計了一個(ge) 單晶胞，並在一個(ge) 方向上將其剛度設置為(wei) 其它方向的兩(liang) 倍，然後再一個(ge) 給定的幾何形狀上分析材料行為(wei) 。”使用COMSOL Multiphysics軟件，TNO的團隊就能夠模擬其行為(wei) 已確定施加到該結構上的應力數量以“適應它們(men) 需要的剛度矩陣。”

除此之外，NTO的研究人員們(men) 也一直在模擬和設計具有各相異性的材料，也就是說，該材料在不同的方向上測量時會(hui) 具有不同的特性，並且結合多材料的微觀結構來控製其材料屬性，比如熱傳(chuan) 導率等。

TNO還注重利用多尺度建模以便於(yu) 在一個(ge) 更大的尺度上優(you) 化材料涉及，從(cong) 而將其微觀結構模擬用於(yu) 實際大小的3D打印產(chan) 品。此外，他們(men) 也在一直致力於(yu) 通過改變各種密度有效地將虛擬材料設計轉化成3D打印的對象，比如下圖所示的3D打印錘柄的結構。正如COMSOL的博客上介紹的：“該設計是由微觀尺度上不同類型的晶胞組成的，並經過優(you) 化以獲得適當的剛度和最少的材料需要。”

荷蘭(lan) 應用科學研究組織（TNO，The Netherlands Organization For Applied Scientific Research）是一家大型的綜合技術研發機構，其下設14個(ge) 研究所，有數千研究人員，主要依靠接受政府和企業(ye) 的委托進行技術開發獲得收入。